Gelişen ve gelişen soğutma teknolojisi
İki boyutlu malzemeler
İki boyutlu malzemeler, elektronların yalnızca iki boyutta nanometre ölçeğinde serbestçe hareket edebildiği, yani elektronların yalnızca bir düzlemde hareket edebildiği malzemeleri ifade eder. Yaygın iki boyutlu malzemeler arasında grafen, altıgen bor nitrür, süper örgüler, kuantum kuyuları vb. bulunur. Çok iyi termal iletkenliği nedeniyle, ısı dağılımını artırmak için elektronik çiplerin paketlenmesinde iki boyutlu malzemeler kullanılabilir. Tipik bir temsilci olarak grafen, umut verici bir ısı yayma malzemesi olarak kullanılabilen güçlü sp2 bağı nedeniyle 5300 W/(m·K) ultra yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Birçok belge, çeşitli grafen bazlı filmlerin, grafen kağıdının, çok katmanlı grafen/epoksi polimer malzemelerin ve grafen levhaların elektronik cihazlarda ısı yayma katmanları olarak kullanılabileceğini bildirmiştir. Isıyı ileten ancak elektriği iletmeyen iki boyutlu bir malzeme olan altıgen bor nitrür, 390 W/(m·K) ısıl iletkenliğe sahiptir ve genleşme katsayısı şu anda bilinen seramik malzemeler arasında en küçük olanıdır. Şekil 6, bir IGBT'yi (Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistör) paketlemek için iki boyutlu malzemelerin kullanılmasının şematik bir diyagramıdır.
Sayısal simülasyon yoluyla, Liu Shutian ve ark. En iyi ısı dağılımı performansına sahip iki boyutlu gözenekli malzemenin bir tür düzenli altıgen mikro yapı olduğunu buldu. Wu Xiangshui ve diğerleri, iki boyutlu malzemelerin termal iletkenlik ölçüm teknolojisini ve çeşitli iki boyutlu malzemelerin termal iletkenliğini ayrıntılı olarak tanıttı. Bao Jie, yüksek güçlü elektronik cihazların ısı dağılımı sorununu çözmek için iki boyutlu katmanlı malzeme altıgen bor nitrür kullanır ve ısı dağıtma etkisini daha da geliştirmek için bir plan önerir. Grafenin iki boyutlu malzemelerde ısı yayılımı uygulaması en iyi temsilidir. Yazar, elektronik çipin ısı yayılımı sırasında çip üzerinde grafen filmin kaplanabileceğine ve çok büyük olabilen ambalaj reçinesine altıgen bor nitrürün doldurulabileceğine inanıyor. Termal direncin azalma derecesi. İki boyutlu malzeme ısı dağılımı şu anda endüstride geliştirme aşamasındadır ve bu alanda daha alınması gereken uzun bir yol vardır. Olgunlaştığında, iki boyutlu malzemeler talaş ısı dağılımı alanında kesinlikle parlayacaktır.
2.2 İyon rüzgar ısı dağılımı Keskin bir yüzey ile kör bir yüzey arasına bir elektrik alanı uygulandığında, keskin yüzeyin yakınında çok sayıda negatif iyon iyonize olacak ve kör yüzeyin yakınında çok sayıda pozitif iyon üretilecektir. Pozitif ve negatif iyonların nötralize edilmesi gerekir ve negatif iyonlar pozitif iyonlara uçar. İyonların hareketi çevreleyen sıvıda büyük rahatsızlıklara neden olacaktır. Eylemsizlik nedeniyle, havadaki diğer moleküller birlikte hareket etmeye yönlendirilir ve iyon rüzgarı oluşturur. Şekil 7, iyon rüzgarı üretiminin şematik bir diyagramıdır. İyon rüzgar ısı dağılımı teknolojisi ilk olarak 2006 yılında Profesör Alexander Mamishev tarafından icat edildi. Küresel bir elektronik ürün minyatürleştirme teknolojisi tedarikçisi olan Tessera, iyon rüzgar ısı dağılımına dayalı bir Elektrohidro Dinamik (EHD) ısı dağıtma çözümünü piyasaya sürdü. Yüzey alanı sadece 3cm2'dir ve monte edilebilir. Dizüstü bilgisayarda. Bu ısı dağıtma yönteminin en büyük avantajı mekanik bir mekanizma olmaması ve gürültü oluşmamasıdır. İyon rüzgar ısı dağılımı ile ilgili bazı sorunlar vardır. Örneğin sistemin enerji tüketimi artabilir ve iyon rüzgarının ürettiği elektromanyetik radyasyon insan sağlığını da etkileyecektir. Ancak bu sorunlar çözüldü. Tozun nasıl önleneceği ve hizmet ömrünün nasıl uzatılacağı sorunları halen çözülmektedir.
Yukarıdaki birkaç ısı dağıtma yöntemini sıraladıktan ve analiz ettikten sonra, elektronik cihazların sürekli güncellenmesi ve ilerlemesi ile elektronik cihazların ısı dağıtma yöntemlerinin giderek daha fazla taşınabilirlik ve daha yüksek verim peşinde olduğunu görmek zor değildir. Elektronik cihazlar ve elektronik çipler daha hassas ve kompakt olmakla birlikte, ısı yayma problemlerini de beraberinde getirmektedir. Sıcaklığın elektronik ekipman üzerindeki etkisi esas olarak iki açıdan yansıtılır: biri çipin termal arızası ve diğeri stres hasarıdır. Yukarıdaki ısı dağıtma yöntemleri karşılaştırıldığında, tek başına bir yöntemin çok fazla eksikliği varsa, ısıyı dağıtmak için birden fazla yöntem kullanılabilir, örneğin: ısı dağılımı için iyon rüzgarı ve cebri havayla soğutma; ısı dağılımı için faz değişimli enerji depolama ve ısı boruları; 2. Boyutlu malzemeler paketlenir ve diğer ısı dağıtma yöntemleri ile birleştirilir."5D elektronik kan" çok umut verici bir teknoloji ve geliştirilecek elektronik ekipmanlarda büyük bir değişiklik olacak. Elektronik ekipmanların paketlenmesi için iki boyutlu malzemelerin kullanımı ve alt plakada mikro kanalların kullanımı giderek daha yaygın hale gelecek ve farklı durumlar için diğer ısı yayma yöntemlerinin seçilmesi gerekiyor. Yazar kişisel olarak faz değişimli enerji depolama soğutmasını ve ısı borusu soğutmasını tercih ediyor.
Şu anda, ısı yayılımı üzerine teorik araştırma nispeten tamamlandı, ancak aynı zamanda birçok teknik zorluk da var. Isı yayma teknolojisindeki darboğaz sorunu da dolaylı olarak elektronik ekipmanın daha da geliştirilmesini engeller. Uzun bir yol var. Mevcut sorunları aşmak ve daha iyi ısı dağıtan malzemeler bulmak, ısı dağıtımı alanında her zaman sıcak bir konu olacaktır.
